为什么必须用C语言链接数学库？

如果我在C程序中包含

或

，我在编译时不必链接它们，但我必须使用带有gcc的

-lm

链接到

，例如：

gcc test.c -o test -lm

---

这是什么原因？为什么我必须显式链接数学库而不是其他库？

stdio是标准C库的一部分，默认情况下，gcc将链接到该库

---

数学函数实现位于一个单独的libm文件中，默认情况下该文件未链接到该文件，因此必须将其指定为-lm。顺便说一下，这些头文件和库文件之间没有关系

我觉得这有点武断。您必须在某处画一条线（哪些库是默认库，哪些需要指定）

它让你有机会用一个具有相同功能的不同的替换它，但我认为这样做并不常见

---

编辑：（来自我自己的评论）：我认为gcc这样做是为了保持与原始cc的向后兼容性。我猜cc为什么会这样做是因为构建时间——cc是为功率远低于现在的机器编写的。很多程序都没有浮点运算，它们可能会将所有不常用的库都从默认值中删除。我猜UNIX操作系统的构建时间和随之而来的工具是驱动力。

我想这是一种让根本不使用它的应用程序性能稍好一点的方法。这是我的想法

x86操作系统（我想象其他操作系统）需要在上下文开关上存储FPU状态。然而，大多数操作系统只是在应用程序首次尝试使用FPU后才保存/恢复此状态

除此之外，数学库中可能还有一些基本代码，在加载库时，这些代码会将FPU设置为正常的基本状态

因此，如果您根本不链接任何数学代码，这一切都不会发生，因此操作系统根本不必保存/恢复任何FPU状态，从而使上下文切换稍微更有效

不过只是猜测而已

编辑：对于一些评论，相同的基本前提仍然适用于非FPU情况（前提是要使没有使用libm的应用程序性能稍好一些）

例如，如果有一个软FPU，它在C的早期是likley，那么将libm分离可以防止大量大型（如果使用它，则速度较慢）代码被不必要地链接进来

---

此外，如果只有静态链接可用，那么类似的论点也适用，即它可以降低可执行文件的大小和编译时间。

中详细讨论了链接到外部库的问题。如果库是标准库（如stdio）的成员，则无需指定编译器（实际上是链接器）来链接它们

编辑：在阅读了其他一些答案和评论之后，我认为它链接到的和libm参考都有很多关于为什么两者是分开的

请注意，“libm.a”（数学库）中的许多函数在“math.h”中定义，但在libc.a中不存在。有些是，这可能会让人困惑，但经验法则是——C库包含ANSI规定必须存在的函数，因此如果只使用ANSI函数，则不需要-lm。相反，`libm.a'包含更多函数，并支持其他功能，如matherr回调和在发生FP错误时遵守若干替代行为标准。有关更多详细信息，请参见libm部分

---

stdlib.h

和

stdio.h

中的函数在

libc.so

中有实现（或

libc.a

用于静态链接），默认情况下链接到可执行文件中（好像指定了

-lc

）。可以指示GCC使用

-nostlib

或

-nodefaultlibs

选项避免此自动链接

math.h

中的数学函数在

libm.so

中有实现（或

libm.a

用于静态链接），默认情况下，

libm

不链接。libm/

libc

拆分有历史原因，但没有一个很有说服力

有趣的是，C++运行时<代码> LBSTDC++< /COD>需要代码> LBM< /Cuff>，所以如果用GCC编译一个C++程序（<代码> G++<代码> >，你将自动获得 LBM链接到.< /P> 如果我放置stdlib.h或stdio.h，我不必链接它们，但我必须在编译时链接：

stdlib.h

，

stdio.h

是头文件。为了方便起见，您可以将其包括在内。它们仅预测在适当的库中链接时可用的符号。这些实现在库文件中，这是函数真正存在的地方

包括

math.h

只是访问所有数学函数的第一步

此外，如果不使用

libm

的函数，即使您执行了

#include

操作，也不必链接到

libm

，这对于编译器来说只是一个关于符号的信息性步骤

---

stdlib.h

，

stdio.h

指的是

libc

中提供的函数，这些函数总是链接在一起，这样用户就不必自己做了。

请记住，C是一种古老的语言，fpu是一种相对较新的现象。我第一次在8位处理器上看到C，在那里，即使是32位整数运算也需要大量的工作。许多实现甚至没有可用的浮点数学库

即使在最初的68000台机器上（Mac、Atari ST、Amiga），浮点协处理器通常也是昂贵的附加组件

要完成所有的浮点运算，您需要一个相当大的库。数学会很慢。所以你很少用花车。你试过了

ld -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 /usr/lib/crt1.o 
/usr/lib/crti.o /usr/libgcc-lib /i686/3.3.1/crtbegin.o
-L/usr/lib/gcc-lib/i686/3.3.1 hello.o -lgcc -lgcc_eh -lc 
-lgcc -lgcc_eh /usr/lib/gcc-lib/i686/3.3.1/crtend.o /usr/lib/crtn.o